Калькулятор выигрыша в силе

Выигрыш в силе — это отношение силы, передаваемой машиной, к силе, приложенной к ней. Он показывает, насколько рычаг, блок, зубчатая передача, гидросистема, наклонная плоскость, винт или другой механизм усиливает силу. Поскольку одна сила делится на другую в тех же единицах, выигрыш безразмерен. Значение пять означает, что в измеренных условиях одному ньютону на входе в идеале могут соответствовать пять ньютонов на выходе. Калькулятор определяет фактический выигрыш по входной и выходной силам. Входная сила, часто называемая усилием, создаётся человеком, двигателем, исполнительным устройством или предыдущим механизмом. Выходная сила, также называемая силой нагрузки, доступна на выходе машины. Деление выходной силы на входную сразу даёт отношение. Обратная величина под основным результатом показывает, сколько единиц входной силы приходится на единицу выходной, и помогает понять системы с выигрышем меньше единицы. Выигрыш больше единицы усиливает силу, но не создаёт энергию. В идеальной машине увеличение выходной силы компенсируется пропорционально большим перемещением на входе. Например, пятикратное усиление требует, чтобы входная точка прошла в пять раз большее расстояние, чем выходная. Механизмы с выигрышем меньше единицы обменивают силу на большую скорость или перемещение, что полезно в велосипедных передачах, щипцах и некоторых рычажных системах. Фактический выигрыш отличается от идеального. Идеальные значения следуют из геометрии: длин плеч рычага, числа несущих ветвей каната, количества зубьев шестерён или входного и выходного перемещений. Фактические значения получают из измеренных сил, и они включают потери из-за трения, деформации, сопротивления подшипников, изгиба каната, утечек жидкости и других факторов. Если разделить фактический выигрыш на идеальный и умножить на сто, получится КПД машины в процентах. Выражайте обе силы в одинаковых единицах. Подписи используют ньютоны, но отношение будет тем же, если оба измерения точно выражены в фунтах-силы или другой единице силы. Не путайте массу и силу: килограммы описывают массу, ньютоны — силу. Массу подвешенного тела можно перевести в вес, умножив на местное ускорение свободного падения, и затем ввести как силу нагрузки. Измерения должны отражать установившиеся условия в соответствующих положениях машины. Трение при пуске, ускорение, изменение геометрии рычага и гибкие компоненты могут менять силу на протяжении хода. При инженерном проектировании оценивайте весь рабочий диапазон и применяйте подходящие коэффициенты запаса, а не полагайтесь на одно отношение. Для учебных задач, сравнения оборудования и быстрой проверки усиления силы калькулятор даёт понятный и мгновенный результат.